專利名稱：天線控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于設(shè)置天線的傾角的天線控制系統(tǒng)。尤其是在權(quán)利要求1的前序中定義的種類的系統(tǒng)。
本發(fā)明還涉及如在權(quán)利要求21的前序中定義的操作元件致動(dòng)器、權(quán)利要求25的前序中定義的種類的操作元件和權(quán)利要求29的前序中定義的天線。
背景技術(shù)：
今天，移動(dòng)電話系統(tǒng)通常是蜂窩系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)中的每個(gè)小區(qū)具有至少一個(gè)對(duì)應(yīng)的相關(guān)基站，其具有至少一個(gè)天線，用于向/從例如系統(tǒng)的用戶終端發(fā)送和接收信號(hào)。
基站天線被設(shè)計(jì)成使得從這種天線輻射的波束的傾斜角通常相對(duì)于水平面以一個(gè)角度向下偏轉(zhuǎn)以便定義特定小區(qū)大小。然而，由于例如地理拓?fù)浜?或存在建筑物，系統(tǒng)中的小區(qū)大小可能變化，并且基站天線的安裝高度也可能變化。因此，必須根據(jù)天線所在的特定小區(qū)的大小以及天線的安裝位置，將系統(tǒng)中不同天線的偏轉(zhuǎn)角(在下文中被稱為下傾角)設(shè)置成不同的角度。
因?yàn)椴煌南到y(tǒng)使用不同的頻率范圍，所以小區(qū)大小并且因此還有下傾角也隨著蜂窩移動(dòng)電話系統(tǒng)種類的改變而改變，并且根據(jù)所使用的特定頻率范圍，必須改變小區(qū)大小以提供充足的通信容量。
基站天線通常提供有多個(gè)安排在垂直行上的輻射元，并且為了改變下傾角，輻射元之間的相角差被施加到饋送到輻射元的公共信號(hào)上，其中，任何兩個(gè)輻射元之間的相角差是相同的。這導(dǎo)致來(lái)自多個(gè)輻射元的合成波束將總是具有基本上直線形式的波前。還可以例如通過(guò)移相器，通過(guò)調(diào)整輻射元之間的相角差來(lái)進(jìn)一步調(diào)整傾角。
今天，移相器的調(diào)整通常需要人工直接對(duì)天線或在天線上進(jìn)行，通常通過(guò)操縱諸如旋鈕或桿的操作元件。操縱旋鈕或桿可以因此致動(dòng)相移裝置以便相對(duì)改變饋送到輻射元的信號(hào)之間的相角差并且因此改變下傾角。然而，還存在可以從遠(yuǎn)程位置控制下傾角的系統(tǒng)，例如通過(guò)從中央操作和維護(hù)中心向與操作元件致動(dòng)裝置相關(guān)的控制電子設(shè)備發(fā)送命令，使得控制邏輯可以將例如SET TILT＝15°的命令轉(zhuǎn)變?yōu)椴僮髟聞?dòng)器的相對(duì)移動(dòng)，以執(zhí)行操作元件的相應(yīng)移動(dòng)，因此引起相移元件實(shí)現(xiàn)相移以導(dǎo)致所希望的下傾角。
之前在文檔EP1356539(Kathrein Werke KG)中已知一個(gè)這種系統(tǒng)。EP1356539公開了一種天線控制設(shè)備以及相關(guān)天線。所述控制設(shè)備具有控制電子設(shè)備和電動(dòng)機(jī)。所述天線控制設(shè)備被安排成它可以在基站天線保護(hù)罩之外作為改進(jìn)型設(shè)備安裝并嚙合操作元件，所述操作元件可以通過(guò)操作孔穿出天線內(nèi)部，或通過(guò)該操作孔引入保護(hù)罩內(nèi)部?？商鎿Q地，所述控制設(shè)備可以作為優(yōu)選完整單元安裝在天線保護(hù)罩的下面。將控制設(shè)備作為改進(jìn)型設(shè)備安裝的可能性是期望的，因?yàn)樗沟每梢栽趦H具有手動(dòng)下傾可能性的現(xiàn)有基站修改現(xiàn)有天線，以便使能那些天線的遠(yuǎn)程下傾控制。
然而，手動(dòng)和遠(yuǎn)程下傾均存在的一個(gè)問(wèn)題是，實(shí)現(xiàn)操作元件致動(dòng)器和操作元件的容易和可靠的連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種解決上述問(wèn)題的用于設(shè)置天線的傾角的天線控制系統(tǒng)。
該目的可以通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的特征部分的天線控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種解決上述問(wèn)題的操作元件致動(dòng)器。
該目的可以通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求21的特征部分的操作元件致動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種解決上述問(wèn)題的操作元件。
該目的可以通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求25的特征部分的操作元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種解決上述問(wèn)題的天線。
該目的可以通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求29的特征部分的天線來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，操作元件致動(dòng)器通過(guò)力場(chǎng)耦合與相移裝置的操作元件耦合。
這具有操作元件致動(dòng)器可以在天線保護(hù)罩之外安裝到天線上的優(yōu)勢(shì)，而無(wú)需保護(hù)罩中的任何操作孔，或操作元件致動(dòng)器和操作元件的任何物理嚙合。
力場(chǎng)耦合可以是磁場(chǎng)耦合，并且磁場(chǎng)耦合可以包括連接到操作元件的第一磁體和連接到操作元件致動(dòng)器的第二磁體。所述磁體可以由來(lái)自下列組的任何一個(gè)磁體構(gòu)成永磁體或諸如電流線圈的電磁體。這具有可以以容易和經(jīng)濟(jì)有效的方式來(lái)建立力場(chǎng)耦合的優(yōu)勢(shì)。
操作元件致動(dòng)器可以包括具有相關(guān)控制電子設(shè)備的電動(dòng)機(jī)。這具有可以電控天線的主波瓣的傾角的優(yōu)勢(shì)。
電動(dòng)機(jī)及其相關(guān)控制電子設(shè)備可以構(gòu)成一個(gè)完整單元或完整模塊。這具有所述模塊可以作為改進(jìn)型設(shè)備安裝到天線的優(yōu)勢(shì)?？商鎿Q地，所述單元或模塊可以被安排成安裝到天線的環(huán)境保護(hù)裝置(保護(hù)罩)之內(nèi)。當(dāng)天線僅打算用于遠(yuǎn)程控制的電傾斜方面時(shí)，這可以具有優(yōu)勢(shì)。
電動(dòng)機(jī)及其相關(guān)控制電子設(shè)備可以容納在單獨(dú)外殼中，所述單獨(dú)外殼被安排成在天線的環(huán)境保護(hù)裝置(保護(hù)罩)之外固定到天線。所述外殼可以被安排使得它可以作為改進(jìn)型設(shè)備安裝到天線，優(yōu)選地?zé)o需打開天線的環(huán)境保護(hù)裝置。這具有模塊可以作為具有獨(dú)立于天線的保護(hù)罩的自己的保護(hù)罩的單獨(dú)單元作為改進(jìn)型設(shè)備安裝到天線的優(yōu)勢(shì)。
所述系統(tǒng)可以包括用于確定操作元件的精確位置，并從而確定所述主波瓣的精確角方向的部件。所述用于確定操作元件的精確位置的部件可以包括用于感測(cè)第二磁體相對(duì)于第一磁體的滑動(dòng)和/或第二磁體的精確位置的傳感器。
所述控制電子設(shè)備可以包括-用于接收從遠(yuǎn)程控制單元發(fā)送的命令信號(hào)的輸入部件，-用于確定任何接收到的命令信號(hào)是否打算送給天線單元的部件，-用于將打算送給天線單元的所述命令信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于所述電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)控制信號(hào)的部件，以及-用于基于所述控制信號(hào)來(lái)控制所述電動(dòng)機(jī)以便移位所述操作元件的部件，以便進(jìn)行每個(gè)天線元處的所述信號(hào)的所述相位的相應(yīng)調(diào)整，從而控制所述主波瓣的大體角方向。用于確定命令信號(hào)是否打算送給天線單元的部件還可以包括用于讀取命令信號(hào)中的地址字段中的地址的部件。
這具有控制電子設(shè)備可以非常適合用于使用遠(yuǎn)程設(shè)置通信系統(tǒng)中的天線的主波束的傾斜的通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的這些和其它特征將從下面的詳細(xì)說(shuō)明中變得明顯。
下面將參考說(shuō)明示范實(shí)施例的附圖來(lái)更加全面地解釋本發(fā)明。


圖1示出了蜂窩通信系統(tǒng)的一部分，其有利地可以實(shí)施本發(fā)明；圖2示出了天線保護(hù)罩的底部，以及包括控制電子設(shè)備的外殼；圖3更加詳細(xì)地示出了圖2的外殼的內(nèi)容；圖4a和4b示出了適合用于本發(fā)明的相移裝置；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的可替換實(shí)施例；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例；以及圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的力場(chǎng)耦合的可替換實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了實(shí)施本發(fā)明的蜂窩通信系統(tǒng)的一部分。該圖示出了具有兩個(gè)諸如塔11、12的天線框架結(jié)構(gòu)的基站10。三個(gè)天線13、14和15被安裝到塔11上，而只有一個(gè)天線16被安裝到塔12上。每個(gè)天線13-16以主波瓣發(fā)射信號(hào)，其中僅示出了天線16的主波瓣17。在圖中，主波瓣17指向稍微向下。通過(guò)使用相移裝置，主波瓣17可以并且當(dāng)然以與天線13-15的主波瓣相似的方式，獨(dú)立于其它主波瓣相對(duì)于水平面A以某個(gè)角度范圍向上或向下傾斜。這由上和下主波瓣17’和17”來(lái)指示。角度范圍可以例如從0°到90°。然而，其它角度范圍當(dāng)然同樣可以被使用。
經(jīng)由諸如連接天線和基站10的同軸電纜18和19的供電電纜來(lái)驅(qū)動(dòng)天線，并且，所述電纜用于向天線提供發(fā)射信號(hào)，并且向基站提供由天線接收的信號(hào)。
在使用天線波束傾斜的遠(yuǎn)程設(shè)置的系統(tǒng)中，可以例如從操作和維護(hù)中心(OMC)9設(shè)置傾角，所述操作和維護(hù)中心例如通過(guò)諸如因特網(wǎng)或局域網(wǎng)的以太網(wǎng)5與多個(gè)基站(以10’和10”指示)連接?？商鎿Q地，OMC 9可以通過(guò)例如調(diào)制解調(diào)器連接與基站連接。當(dāng)執(zhí)行通信系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)控的OMC操作員或OMC計(jì)算機(jī)確定應(yīng)該改變天線16的傾角時(shí)，生成諸如SET TILT＝22°的命令。如果所述命令由操作員生成，則命令會(huì)通過(guò)例如鍵盤生成?？商鎿Q地，所述命令可以由監(jiān)控計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成。生成的命令被發(fā)送到諸如基站中的主控制單元(MCU)8的控制單元?？商鎿Q地，MCU 8可以被安裝到每個(gè)塔。如果使用位于基站的單個(gè)MCU 8，該MCU可以被多個(gè)塔共享。設(shè)置傾斜命令可以通過(guò)以太網(wǎng)、例如通過(guò)TCP/IP協(xié)議被發(fā)送到MCU。
在MCU 8中，設(shè)置傾斜命令被轉(zhuǎn)換成適合位于靠近天線的控制電子設(shè)備使用的格式，并且例如作為疊加在饋線信號(hào)上的信號(hào)并且最好通過(guò)AISG協(xié)議被發(fā)送到控制電子設(shè)備，AISG協(xié)議在此通過(guò)引用而并入。如果信號(hào)疊加在饋線信號(hào)上，這可以通過(guò)使用靠近基站的CILOC 7(Current Injector Layer One Converter，電流注入器第一層轉(zhuǎn)換器)和靠近天線的第二CILOC 6來(lái)實(shí)現(xiàn)?？商鎿Q地，可以通過(guò)從MCU 8到控制電子設(shè)備的直接鏈路，將到天線單元的命令信號(hào)發(fā)送到控制電子設(shè)備?？刂菩盘?hào)還可以通過(guò)無(wú)線接口發(fā)送到控制電子設(shè)備。
將參考圖2和圖3更加詳細(xì)地描述控制電子設(shè)備的操作。圖2示出了天線16的保護(hù)罩的底部以及包括控制電子設(shè)備和諸如步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)的外殼20。外殼的底部包括用于連接來(lái)自圖1最右上的CILOC 6的電纜的連接器21。如果塔上安裝有諸如天線13-15的超過(guò)一個(gè)的天線，則所述外殼可以包括用于向其它天線的控制電子設(shè)備提供信號(hào)的第二連接器22。
圖3更加詳細(xì)地示出了外殼20的內(nèi)容。從CILOC 6接收的信號(hào)被用于經(jīng)由DC模塊32向控制電子設(shè)備和電動(dòng)機(jī)供電。此外，諸如在AISG標(biāo)準(zhǔn)中使用的RS485電路30的接收電路監(jiān)視接收到的信號(hào)并且尋找天線的地址。如果接收電路30確定接收到的信號(hào)打算送給特定天線，則命令被轉(zhuǎn)換成CPU可讀格式并且通過(guò)連接器33發(fā)送到CPU 31。CPU將接收到的命令(例如，SET TILT＝22°命令)轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器34的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)器34致動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)35的兩個(gè)襯里36、37，其再致動(dòng)例如相移裝置的操作元件38以便施加相對(duì)相移，使得任何兩個(gè)輻射元之間的相角差相同。
為了將命令信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)轵?qū)動(dòng)信號(hào)，天線類型和/或包括波瓣傾斜與操作元件的單位移動(dòng)長(zhǎng)度或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步進(jìn)的關(guān)系的表格可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，所述存儲(chǔ)器在CPU中或與CPU連接。該存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)還可以被例如從OMC發(fā)送到控制電子設(shè)備的其它數(shù)據(jù)所替代。
操作元件可以延伸穿過(guò)天線外殼16中的操作孔39，并且被提供有齒，以便直接或通過(guò)齒輪耦合(未示出)與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)35的軸41的螺紋部分40嚙合。
如上所述，同一個(gè)塔上可以提供若干天線，并且每個(gè)天線可以提供有圖2-3所公開的控制設(shè)備，以便允許單獨(dú)設(shè)置每個(gè)天線。然而，還可能有多個(gè)天線，例如三個(gè)天線，每個(gè)覆蓋120°扇區(qū)，或六個(gè)天線，每個(gè)覆蓋60°扇區(qū)，其使用同樣的命令來(lái)控制。一種控制設(shè)備隨后被用于通過(guò)控制多個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)控制這些天線，例如通過(guò)使得步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器能夠向多個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
圖4a和4b示出了可以有利地用于本發(fā)明的介電相移裝置的例子。圖4a和4b中的移相器在WO02/35651中被更加詳細(xì)地解釋。在所示的實(shí)施例中，示出了用于向四個(gè)輻射元或例如排列在通常是線性行的陣列中的成對(duì)天線元的次陣列提供相移的相移裝置。每個(gè)天線元分別經(jīng)由相關(guān)的饋送連接端102a、103a、104a和105a以及直線段102-105連接到中心源連接端。源連接端101可以通過(guò)連接到饋送端106a的饋送導(dǎo)線106與信號(hào)源連接。使用中，饋送端106a例如通過(guò)同軸電纜與例如包括在基站中的收發(fā)器電路(未示出)連接。為實(shí)現(xiàn)相移，使用了可移位介電體，下面將解釋。
出現(xiàn)在饋送端106a上的微波信號(hào)將沿中心饋送導(dǎo)線106傳播到位于中心的源連接端101。與端101相鄰，有上和下固定的介電元件109、110，輔助四個(gè)饋送線段102-105的阻抗匹配。介電材料的單塊襯底111被安排在外殼壁和饋送線段102、103、104、105之間，以便影響沿各線段傳輸?shù)男盘?hào)分量的傳播速度和相移。介電體111是沿兩個(gè)端位置之間的縱向A線性可移位的，其中一個(gè)端位置是在圖4a中完整畫出的位置，并且另一個(gè)端位置是由虛線111’指示的位置。
介電體111包括通過(guò)橫向體部分112連接的兩個(gè)縱向側(cè)部分，即第一體部分113和第二體部分114。
饋送連接端102a、103a、104a、105a處的信號(hào)分量之間的相角差將取決于介電體111的特定位置。當(dāng)介電體111被移位某個(gè)距離時(shí)，所有四個(gè)信號(hào)分量的相移將被同樣地改變。因此，與相鄰天線元(或次陣列)相關(guān)的端子之間的相角差將總是相互相同。因此，端子103a和102a之間、端子102a和104a之間以及端子104a和105a之間的相角差將彼此相等。因此，來(lái)自耦合到這些端子的四個(gè)天線元的合成波束將總是具有基本上直線形狀的波前，并且可以通過(guò)在裝置的縱向?qū)⒔殡婓w111移位到不同位置來(lái)調(diào)整這個(gè)波前的傾斜。
如在圖4b中可以看到的，運(yùn)動(dòng)傳送構(gòu)件120被固定到介電體111，并且延伸穿過(guò)外殼10的底壁31中的縱向槽121。構(gòu)件120連接到滑動(dòng)構(gòu)件122，滑動(dòng)構(gòu)件122在底壁31的下側(cè)形成的成形槽123中被縱向引導(dǎo)。該滑動(dòng)構(gòu)件122可以構(gòu)成操作元件或與操作元件連接，因此，可以通過(guò)操作所述操作元件，如所期望地調(diào)整來(lái)自天線的波束的傾斜角。
然而，如上所述，該解決方案的問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)操作元件致動(dòng)器與操作元件的容易和可靠的連接。另一個(gè)問(wèn)題是需要天線的保護(hù)罩中的孔以便允許將操作元件致動(dòng)器連接到操作元件。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，其中，消除了對(duì)保護(hù)罩中的孔的需要。圖5中的系統(tǒng)的操作從OMC到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的操作與圖2-3中的系統(tǒng)的操作相同。當(dāng)控制電子設(shè)備50收到請(qǐng)求改變天線波束傾斜的命令時(shí)，所述命令被轉(zhuǎn)變?yōu)槿缟纤龅牟竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)51驅(qū)動(dòng)信號(hào)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)51的旋轉(zhuǎn)引起剛性附著到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)51的軸53上的第一條形永磁體52旋轉(zhuǎn)。第一條形永磁體52的旋轉(zhuǎn)引起第二條形永磁體54隨同第一磁體52一起旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)是通過(guò)兩個(gè)永磁體52、54之間的磁力場(chǎng)耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述磁力場(chǎng)耦合在任何時(shí)候都將努力保持所述磁體處于圖中所示的位置，其中，第二磁體的北極正好位于第一磁體的南極上面，而第二磁體的南極正好位于第一磁體的北極上面。因此在第二磁體54和第一磁體52之間存在磁耦合。第二磁體進(jìn)一步剛性附著到第二軸55的第一端，因此當(dāng)?shù)诙朋w被第一磁體帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二軸55將開始旋轉(zhuǎn)。第二軸55的另一端包括螺紋部分59，其與安裝在第三軸60上的第一小齒輪56嚙合。小齒輪56可以直接與操作元件58嚙合(例如，組成圖4b中的滑動(dòng)元件122或與圖4b中的滑動(dòng)元件122連接)，或可替換地，如圖所示，螺紋部分通過(guò)同樣安裝在軸60上并且連接以便隨同第一小齒輪56旋轉(zhuǎn)的第二小齒輪57與操作元件58嚙合。第二可替換方案具有齒輪允許通過(guò)磁耦合來(lái)傳遞較低轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點(diǎn)，因此降低了第一和第二磁體之間的磁滑動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。為了確保設(shè)置正確的傾角，系統(tǒng)可以包括用于檢測(cè)滑動(dòng)的裝置。這可以通過(guò)檢測(cè)磁場(chǎng)以檢測(cè)磁體的端位置并且從其確定磁體相對(duì)于彼此的位置的磁性傳感器61來(lái)實(shí)現(xiàn)。磁性傳感器61還可以被用于確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。
圖6示出了操作元件58和第二軸55之間的連接的可替換實(shí)施例。在該實(shí)施例中，第二軸55的螺紋部分59無(wú)需小齒輪傳送連接而直接與操作元件嚙合。與圖5中的實(shí)施例相比較，因?yàn)楸仨毻ㄟ^(guò)磁耦合來(lái)傳遞較大轉(zhuǎn)矩，所以該實(shí)施例增加了磁滑動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。然而，可以通過(guò)以較低速度旋轉(zhuǎn)第一磁體因此降低滑動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)來(lái)減輕該缺點(diǎn)。該實(shí)施例還具有完全消除了需要小齒輪的優(yōu)點(diǎn)。磁性傳感器以與圖5相同的方式工作。
圖7示出了再一個(gè)實(shí)施例。代替使控制設(shè)備及其相關(guān)環(huán)境保護(hù)裝置71沿操作元件78的縱向上的軸安裝，控制設(shè)備及其相關(guān)環(huán)境保護(hù)裝置71現(xiàn)在基本上平行于操作元件78附著到天線的環(huán)境保護(hù)裝置80上。在該實(shí)施例中，操作元件不需要提供有齒，代替的是，條形永磁體72固定到操作元件78上?？商鎿Q地，所述磁體可以構(gòu)成操作元件的一部分。在控制電子設(shè)備的環(huán)境保護(hù)裝置內(nèi)，另一個(gè)條形永磁體73被附著到線性可移動(dòng)滑動(dòng)部件74上，滑動(dòng)部件74以與圖5或6中的操作元件相同的方式移動(dòng)。因此，在該實(shí)施例中，磁體被用于傳遞線性運(yùn)動(dòng)而不是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該實(shí)施例具有在天線的環(huán)境保護(hù)裝置內(nèi)部不需要小齒輪或其它旋轉(zhuǎn)部件的優(yōu)點(diǎn)，其因此導(dǎo)致天線內(nèi)部故障的風(fēng)險(xiǎn)降低。此外，滑動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)降低，并且可以通過(guò)測(cè)量滑動(dòng)部件74的位置來(lái)確定傾角。
上述所有實(shí)施例共同之處在于，各磁體應(yīng)當(dāng)被安排得盡可能靠近各環(huán)境保護(hù)裝置以便獲得盡可能強(qiáng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。
在上面的說(shuō)明中，力場(chǎng)耦合被連同永磁體一起描述。當(dāng)然，還可以使用諸如電流線圈的電磁體來(lái)代替任何一個(gè)或兩個(gè)磁體。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所能意識(shí)到的，電流線圈可以提供與永磁體相同的磁場(chǎng)，然而，具有場(chǎng)強(qiáng)可以改變的優(yōu)點(diǎn)，例如，如果檢測(cè)到例如由于部件的腐蝕或磨損而滑動(dòng)發(fā)生增加，則場(chǎng)強(qiáng)可被增加。圖8示出了電流線圈解決方案的例子，其中，圖7中的永磁體被電流線圈81代替。
本發(fā)明因此給出了一種允許遠(yuǎn)程控制操作元件以控制天線下傾的解決方案，無(wú)需操作元件和操作元件致動(dòng)器之間的物理連接。本發(fā)明還具有可以將控制設(shè)備以任何適合的方式附著到天線外殼上，并且允許將控制設(shè)備作為改進(jìn)型設(shè)備安裝到現(xiàn)有天線的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)需除去天線保護(hù)罩或天線罩上的用于連接操作元件致動(dòng)器和操作元件的孔。
在上面的說(shuō)明中，力場(chǎng)耦合連同經(jīng)由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的操作元件電控被一起描述。然而，可以在銷售時(shí)向天線提供僅手動(dòng)控制下傾的部件。在這種解決方案中，圖5的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可被可旋轉(zhuǎn)旋鈕代替，該旋鈕優(yōu)選地安排在控制設(shè)備的環(huán)境保護(hù)裝置之外(在此情況下，不存在控制設(shè)備，所述環(huán)境保護(hù)裝置將因此僅包括磁體和在其上附有磁體和旋鈕的軸)。這將允許通過(guò)旋轉(zhuǎn)旋鈕來(lái)調(diào)整下傾角。如果移動(dòng)電話系統(tǒng)操作員在稍后階段決定修改天線控制以便允許天線下傾角的遠(yuǎn)程控制，則可以簡(jiǎn)單地除去具有旋鈕的模塊并用圖5的模塊代替，這因此允許從手動(dòng)電下傾角到遠(yuǎn)程電下傾角的快速和容易的轉(zhuǎn)換，而不會(huì)對(duì)天線有任何影響。如果使用諸如參考圖7描述的一個(gè)解決方案，那么可旋轉(zhuǎn)旋鈕將被用于線性移位滑動(dòng)部件74的裝置所代替。
在上面的說(shuō)明中，控制系統(tǒng)被連同特定相移裝置一起描述。盡管如此，應(yīng)該理解，本發(fā)明可以同樣地被用于適合于通過(guò)操作元件操作的任何其它類型的相移裝置。此外，上述說(shuō)明使用了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)然，還可以使用其它類型的電動(dòng)機(jī)或可以執(zhí)行所期望的操作元件致動(dòng)的其它類型的設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種天線控制系統(tǒng)，用于設(shè)置天線尤其是構(gòu)成移動(dòng)蜂窩通信系統(tǒng)中的基站的一部分的天線的主波瓣的傾角，所述天線包括多個(gè)天線元和用于改變饋送到所述天線元的至少一個(gè)信號(hào)的相位的相移部件，其中，通過(guò)致動(dòng)操作元件來(lái)實(shí)現(xiàn)所述信號(hào)的所述相位的調(diào)整，并且其中，通過(guò)操作操作元件致動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)所述操作元件的致動(dòng)，其特征在于，所述操作元件致動(dòng)器通過(guò)力場(chǎng)耦合與所述相移部件的所述操作元件耦合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述力場(chǎng)耦合是磁場(chǎng)耦合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述磁耦合包括連接到所述操作元件的第一磁體和連接到所述操作元件致動(dòng)器的第二磁體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述磁體是來(lái)自下列組的任何一種磁體永磁體或電磁體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4的任何一個(gè)所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述操作元件致動(dòng)器包括具有相關(guān)控制電子設(shè)備的電動(dòng)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)及其相關(guān)控制電子設(shè)備構(gòu)成一個(gè)完整單元或完整模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單元或模塊被安排成安裝在所述天線的環(huán)境保護(hù)裝置(保護(hù)罩)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)及其相關(guān)控制電子設(shè)備容納在單獨(dú)外殼中，所述單獨(dú)外殼被安排成在天線的保護(hù)罩之外固定到天線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述外殼可以作為改進(jìn)型設(shè)備安裝到所述天線，優(yōu)選地?zé)o需打開所述天線的保護(hù)罩。
10.根據(jù)權(quán)利要求5到9任何一個(gè)所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，在所述電動(dòng)機(jī)的軸上提供第一磁體，以及可操作地與所述第一磁體耦合的第二磁體連接到與小齒輪相互作用的螺紋部分，所述小齒輪再可操作地與操作元件耦合，使得所述第一磁體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)變?yōu)樗霾僮髟木€性運(yùn)動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10的任何一個(gè)所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括用于確定所述操作元件的精確位置并從而確定所述主波瓣的精確角方向的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于確定所述操作元件的精確位置的裝置包括用于感測(cè)所述第二磁體相對(duì)于所述第一磁體的滑動(dòng)和/或所述第二磁體的精確位置的傳感器。
13.根據(jù)前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述天線元通過(guò)固定傳輸線耦合至所述信號(hào)的中心饋送點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述操作元件是具有介電體部分的線性可移動(dòng)滑動(dòng)部件，所述介電體部分用于影響沿所述固定傳輸線的信號(hào)速度。
15.根據(jù)權(quán)利要求5到14的任何一個(gè)所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電子設(shè)備包括-用于接收從遠(yuǎn)程控制單元發(fā)送的命令信號(hào)的輸入部件，-用于確定任何接收到的命令信號(hào)是否打算送給所述天線單元的部件，-用于將所述打算送給天線單元的命令信號(hào)轉(zhuǎn)換成用于所述電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)控制信號(hào)的部件，以及-用于基于所述控制信號(hào)來(lái)控制所述電動(dòng)機(jī)以便移位所述操作元件的部件，以便對(duì)每個(gè)天線元處的所述信號(hào)的所述相位進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，從而控制所述主波瓣的大體角方向。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用于確定命令信號(hào)是否打算送給所述天線單元的部件包括用于讀取所述命令信號(hào)中的地址字段中的地址的部件。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，基站控制單元(主控制單元)位于所述基站和/或承載所述天線的框架結(jié)構(gòu)，基站控制單元從位于所述基站遠(yuǎn)端的操作控制中心接收命令信號(hào)，并且向至少一個(gè)天線單元發(fā)送所述命令信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述基站控制單元經(jīng)由直接鏈路或疊加在天線饋送線上，向所述天線單元發(fā)送所述命令信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求5到18的任何一個(gè)所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電子設(shè)備還包括存儲(chǔ)器，被安排用于存儲(chǔ)天線類型和/或包括波瓣傾斜與所述操作元件的單位移動(dòng)長(zhǎng)度的關(guān)系的表格。
20.根據(jù)前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的天線控制系統(tǒng)，其特征在于，所述通信系統(tǒng)是來(lái)自下列組的任何一種GSM系統(tǒng)、UMTS系統(tǒng)、AMPS系統(tǒng)、TDMA和/或CDMA和/或FDMA系統(tǒng)。
21.一種操作元件致動(dòng)器，用于在系統(tǒng)中設(shè)置天線尤其是構(gòu)成移動(dòng)蜂窩通信系統(tǒng)中的基站的一部分的天線的主波瓣的傾角，所述天線包括多個(gè)天線元和用于改變被饋送到所述天線元的至少一個(gè)信號(hào)的相位的相移裝置，其中，通過(guò)致動(dòng)操作元件來(lái)實(shí)現(xiàn)所述信號(hào)的所述相位的調(diào)整，并且其中，通過(guò)操作操作元件致動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)所述操作元件的致動(dòng)，其特征在于，所述操作元件致動(dòng)器包括用于通過(guò)力場(chǎng)耦合與所述相移裝置的所述操作元件耦合的部件。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的操作元件致動(dòng)器，其特征在于，所述力場(chǎng)耦合是磁場(chǎng)耦合。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的操作元件致動(dòng)器，其特征在于，所述用于耦合的部件包括磁體。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的操作元件致動(dòng)器，其特征在于，所述磁體是來(lái)自下列組的任何一種磁體永磁體或電磁體。
25.一種操作元件，與相移裝置一起用于在系統(tǒng)中設(shè)置天線尤其是構(gòu)成移動(dòng)蜂窩通信系統(tǒng)中的基站的一部分的天線的主波瓣的傾角，所述天線包括多個(gè)天線元和用于改變被饋送到所述天線元的至少一個(gè)信號(hào)的相位的相移裝置，其中，通過(guò)致動(dòng)操作元件來(lái)實(shí)現(xiàn)所述信號(hào)的所述相位的調(diào)整，并且其中，通過(guò)操作操作元件致動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)所述操作元件的致動(dòng)，其特征在于，所述操作元件包括用于通過(guò)力場(chǎng)耦合與所述操作元件致動(dòng)器耦合的部件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的操作元件，其特征在于，所述力場(chǎng)耦合是磁場(chǎng)耦合。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的操作元件，其特征在于，所述用于耦合的部件包括磁體。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的操作元件，其特征在于，所述磁體是來(lái)自下列組的任何一種磁體永磁體或電磁體。
29.一種天線，尤其是構(gòu)成移動(dòng)蜂窩通信系統(tǒng)中的基站的一部分的天線，所述天線包括多個(gè)天線元和用于改變被饋送到所述天線元的至少一個(gè)信號(hào)的相位的相移裝置，其中，通過(guò)致動(dòng)操作元件來(lái)實(shí)現(xiàn)所述信號(hào)的所述相位的調(diào)整，并且其中，通過(guò)操作操作元件致動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)所述操作元件的致動(dòng)，其特征在于，所述操作元件包括用于通過(guò)力場(chǎng)耦合與所述操作元件致動(dòng)器耦合的部件。
全文摘要
一種天線控制系統(tǒng)，用于設(shè)置天線尤其是構(gòu)成移動(dòng)蜂窩通信系統(tǒng)中的基站的一部分的天線的主波瓣的傾角，所述天線包括多個(gè)天線元和用于改變被饋送到所述天線元的至少一個(gè)信號(hào)的相位的相移裝置，其中，通過(guò)致動(dòng)操作元件來(lái)實(shí)現(xiàn)所述信號(hào)的所述相位的調(diào)整，并且其中，通過(guò)操作操作元件致動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)所述操作元件的致動(dòng)。所述操作元件致動(dòng)器通過(guò)力場(chǎng)耦合與所述相移裝置的所述操作元件耦合。
文檔編號(hào)H01Q3/26GK101057368SQ200580038494
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者博·弗蘭曾, 托貝喬恩·奧爾森 申請(qǐng)人:動(dòng)力波技術(shù)瑞典股份公司